Dokumen ini membahas tentang motor listrik, termasuk definisi, jenis-jenis, dan prinsip kerjanya. Terdapat penjelasan mendetail mengenai motor listrik AC, DC, dan sinkron, serta aplikasi dan komponen utama dari masing-masing jenis. Selain itu, juga dijelaskan tentang karakteristik dan penggunaan motor dalam rumah tangga dan industri.

1. MAKALAH
MOTOR LISTRIK
Rabu, 10 Oktober 2013
DISUSUN OLEH :
AHMAD KADAFI HUSIN 12312366
SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN ILMU KOMPUTER
PERGURUAN TINGGI TEKNOKRAT
2013

2. 1. Pengertian Motor Listrik
Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Alat
yang berfungsi sebaliknya, mengubah energi mekanik menjadi energi listrik disebut
generator atau dinamo. Motor listrik dapat ditemukan pada peralatan rumah tangga seperti
kipas angin, mesin cuci, pompa air dan penyedot debu. Pada motor listrik tenaga listrik
diubah menjadi tenaga mekanik. Perubahan ini dilakukan dengan mengubah tenaga listrik
menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnit. Sebagaimana kita ketahui bahwa :
kutub-kutub dari magnet yang senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama,
tarik-menarik. Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet
pada sebuah poros yang dapat berputar, dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang
tetap.
Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi
listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk : memutar impeller
pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor, mengangkat bahan, dll. Motor listrik
digunakan juga di peralatan rumah tangga seperti : mixer, bor listrik, kipas angin dan di
industri.
2. Jenis-Jenis Motor Listrik
MOTOR LISTRIK AC
1. Motor Listrik Asinkron
Motor asinkron adalah motor yang mempunyai kecepatan putar medan magnet
dengan kecepatan putar rotor berbeda atau terjadi slip. Motor induksi merupakan motor
yang paling umum digunakan pada berbagai peralatan industri. Popularitasnya karena
rancangannya yang sederhana, murah dan mudah didapat, dan dapat langsung
disambungkan ke sumber daya AC.
A. Komponen Motor Listrik Asinkron
1. Rotor
Motor induksi memiliki 2 jenis rotor yaitu Rotor kandang tupai dan Lingkaran rotor yang
memiliki gulungan tiga fase, lapisan ganda dan terdistribusi. Rotor kandang tupai terdiri
dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalam petak-petak slots paralel. Batang-

3. batang tersebut diberi hubungan pendek pada kedua ujungnya dengan alat cincin
hubungan pendek. Sedangkan lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase, lapisan
ganda dan terdistribusi. Dibuat melingkar sebanyak kutub stator. Tiga fase digulungi
kawat pada bagian dalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang
dipasang padabatang as dengan sikat yang menempel padanya.
2. Stator
Stator dibuat dari dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga
fase. Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu. Gulungan diberi
spasi geometri sebesar 120 derajat.
B. Jenis Motor Listrik Asinkron :

Motor Listrik 1 Phase
Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator, beroperasi dengan pasokan daya
satu fase,memiliki sebuah rotor kandang tupai, dan memerlukan sebuah alat untuk
menghidupkan motornya. Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum
digunakan dalam peralatan rumah tangga, seperti fan angin, mesin cuci dan pengering
pakaian, dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp.

Motor Split Phase
Motor jenis ini bekerja berdasarkan perbedaan fasa antara kumparan bantu
berupa induktor dengan resistor dengan kumparan utama. Jika kumparan bantu ini
ditempatkan secara paralel dengan belitan utama maka nilai R/XL1 dari belitan bantu
dapat diatur sedemikian rupa sehingga dihasilkan perbedaan fasa dibawah 900. Dengan
menaikkan nilai R maka dihasilkan perbandingan R/XL1 yang lebih tinggi sehingga
perbedaan fasa lebih mendekati 900 dan torka starting yang dihasilkan lebih besar.
Motor jenis ini memiliki torka starting yang rendah. Karakteristik dan rangkaian ekuivalen
motor jenis ini diperlihatkan pada gambar 3.1. Pada kumparan bantu juga dipasang
saklar sentrifugal untuk memutuskan arus listrik pada kumparan bantu bila putaran
motor mencapai 75% dari putaran nominal.

4. Motor ini terdiri dari kumparan utama dan kumparan bantu yang berbeda sekitar 90
0 listrik dengan tahanan dan reaktansi yang berlainan sehingga arus yang mengalir tidak
sefasa. Perbedaan arus kumparan utama dan kumparan bantu akan menyebabkan
terjadinya perbedaan fluks medan utama dan fluks medan bantu pada stator, akibatnya
akan menghasilkan medan putar yang menimbulkan kopel mula pada motor. Dengan
adanya kopel mula ini, maka motor akan berputar. Saklar (S) dilepaskan dengan gaya
sentrifugal pada 75 % putaran normal. Kopel start dari motor split fasa 150% dari kopel
beban penuh (Ist = 1,5 If).

Shaded Pole Motor
Shaded pole adalah salah satu jenis dari motor induksi AC baik daya listrik satu
fase maupun tiga fase. Pada dasarnya motor ini adalah motor sangkar bajing yang
kumparan bantunya diberi cincin tembaga yang melingkar di setiap kutubnya. Kumparan
bantu ini disebut juga dengan kumparan bayangan. Arus terinduksi kedalam kumparan
dengan menunda fase medan magnet dari fluks magnetik pada kutub bayangan(shaded
pole) sehingga cukup untuk membentuk medan yang berputar untuk memutar rotor.
Arah dari medan putar pada motor shaded pole adalah dari kutub utama ke kutub
bayangannya. Karena perbedaan sudut fase antara kutub utama dengan kutub
bayangannya sangat kecil, menyebabkan motor ini hanya menghasilkan torsi yang kecil.
Motor kutub bayangan hanya mempunyai satu buah kumparan, stator dibagi
menjadi 2 bagian yaitu kutub utama dengan kutub bayangan. Lalu pada kutub bayangan
diberi cincin tembaga yang melingkar yang mengakibatkan keterlambatan medan
magnet pada bagian kutub bayangan(shaded pole). Pada kutub bayangan(shaded pole)
diberi cincin tembaga yang melingkar sehingga mengakibatkan medan magnet pada
daerah shaded pole mengalami perbedaan sudut fase dengan kutub utama(unshaded
pole). Kemudian medan putar akan timbul dan mempunyai arah dari kutub utama ke

5. kutub bayangannya. Motor ini tidak memiliki kapasitor, saklar sentrifugal atau alat bantu
starting lainnya.Karena torsi pada saat startnya kecil. Maka motor ini digunakan pada
rumah tangga seperti menggerakkan kipas angin, blender, hair dryer dan beban-beban
lain yang mudah untuk digerakkan

Motor Listrik 3 Phase
Motor listrik AC 3 phase bekerja dengan memanfaatkan perbedaan fasa sumber
untuk menimbulkan gaya putar pada rotornya. Jika pada motor AC 1 phase untuk
menghasilkan beda phase diperlukan penambahan komponen kapasitor, pada motor 3
phase perbedaan sudah didapat langsung dari sumber arus 3 phase.
Motor induksi 3 phase memiliki dua komponen dasar yaitu stator dan rotor, bagian
rotor dipisahkan oleh celah udara yang sempit dengan jarak antara 0,4 mm sampai
dengan 4 mm.
Apabila sumber tegangan 3 fase dipasang pada kumparan stator, akan timbul medan
putar. Medan putar strator tersebut akan memotong batang konduktor pada rotor.
Akibatnya batang konduktor dari rotor akan timbul GGL induksi. Karena batang
konduktor merupakan rangkaian yang tertutup makan GGL akan menghasilkan arus (I).
Adanya arus dalam medan magnet akan menimbulkan gaya (F) pada rotor. Bila kopel
mula yang dihasilkan oleh gaya (F) pada rotor cukup besar besar untuk memikul kopel
beban, rotor akan berputar searah dengan medan putar strator. GGL induksi timbul
karena terpotongnya batang konduktor oleh medan putar stator.

Wound Rotor Motor
Motor rotor belitan (wound rotor motor) adalah tipe motor induksi yang memiliki
rotot terbuat dari lilitan yang sama dengan lilitan statornya.

Squirrel-cage Rotor Motor
Motor rotor sangkar tupai (squirrel-cage rotor motor) adalah tipe motor induksi
dimana konstruksi rotor tersusun oleh beberapa batangan logam yang dimasukan
melewati slot-slot yang ada pada rotor motor induksi, kemudian setiap bagian disatukan
oleh cincin sehingga membuat batangna logam terhubung singkar dengan batangan
logam lainnya.

6. 2. Motor Listrik Sinkron
Motor sinkron adalah motor AC yang bekerja pada kecepatan tetap pada sistim
frekwensi tertentu. Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan
memiliki torque awal yang rendah, dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk
penggunaan awal dengan beban rendah, seperti kompresor udara, perubahan frekwensi dan
generator motor. Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim, sehingga
sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrik.
Pada motor sinkron, suplai listrik bolak-balik (AC ) membangkitkan fluksi medan
putar stator (Bs) dan suplai listrik searah (DC) membangkitkan medan rotor (Bs). Rotor
berputar karena terjadi interaksi tarik-menarik antara medan putar stator dan medan rotor.
Namun dikarenakan tidak adanya torka-start pada rotor, maka motor sinkron membutuhkan
prime-mover yang memutar rotor hingga kecepatan sinkron agar terjadi coupling antara
medan putar stator (Bs) dan medan rotor (Br)
Sebuah motor sinkron dapat dinyalakan oleh sebuah motor dc pada satu
sumbu.Ketika motor mencapai kecepatan sinkron, arus AC diberikan kepada belitan stator.
Motor dc saat ini berfungsi sebagai generator dc dan memberikan eksitasi medan dc kepada
rotor. Beban sekarang boleh diberikan kepada motor sinkron. Motor sinkron seringkali
dinyalakan dengan menggunakan belitan sangkar tupai (squirrel-cage) yang dipasang di
hadapan kutub rotor. Motor kemudian dinyalakan seperti halnya motor induksi hingga
mencapai –95% kecepatan sinkron, saat mana arus searah diberikan, dan motor mencapai
sinkronisasi. Torque yang diperlukan untuk menarik motor hingga mencapai sinkronisasi
disebut pull-in torque.

7. Seperti diketahui, rotor motor sinkron terkunci dengan medan putar dan harus terus
beroperasi pada kecepatan sinkron untuk semua keadaan beban. Selama kondisi tanpa
beban (no-load), garis tengah kutub medan putar dan kutub medan dc berada dalam satu
garis (gambar dibawah bagian a). Seiring dengan pembebanan, ada pergeseran kutub rotor
ke belakang, relative terhadap kutub stator (gambar bagian b). Tidak ada perubahan
kecepatan. Sudut antara kutub rotor dan stator disebut sudut torque
MOTOR LISTRIK DC
1. Pengertian Motor Listrik DC
Motor DC merupakan jenis motor yang menggunakan tegangan searah sebagai
sumber tenaganya. Dengan memberikan beda tegangan pada kedua terminal tersebut,
motor akan berputar pada satu arah, dan bila polaritas dari tegangan tersebut dibalik maka
arah putaran motor akan terbalik pula. Sebuah motor DC terdiri dari komponen statis atau
disebut stator dan komponen yang berputar pada sumbunya yang disebut rotor. Berdasarkan
tipe mesinnya, baik stator maupun rotor mengandung konduktor untuk mengalirkan arus
listrik yang berbentuk lilitan. Biasanya stator dan rotor dibuat dari besi untuk meperkuat
medan magnet. Skema dari sebuah motor DC ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Salah satu kesulitan dari motor DC adalah hampir seluruh peralatan elektronik bekerja
dengan arus AC. Jika hanya terdapat arus AC sementara kita perlu menjalankan motor DC, kita
harus menggunakan converter yang akan merubah arus AC menjadi arus DC.

8. 2. Prinsip Kerja Motor Listrik DC
Prinsip kerja motor DC sangat mirip dengan mesin linier sederhana. Gambar dibawah
ini menunjukkan rangkaian motor DC.
Sumber tegangan DC VT dihubungkan dengan resistansi RA dan sebuah saklar yang
tertutup pada t=0 pada sepasang rel konduksi. Sebuah batang konduksi bergeser pada rel ini.
Dengan asumsi rel dan batang tidak memiliki resistansi, terbentuk medan magnet yang
mengarah ke dalam bidang gambar, tegak lurus dengan bidang rel dan batang.
Misalkan batang tersebut tidak bergerak ketika saklar ditutup pada t=0. Sesaat
setelah saklar ditutup, timbul arus iA yang mengalir searah jarum jam mengelilingi rangkaian.
Gaya listrik yang dihasilkan pada batang adalah

9. Arah gaya ini adalah ke kanan.
Gaya ini menyebabkan batang bergerak ke kanan. Karena batang meiliki kecepatan u
meotong garis-garis medan magnet, terbentuk tegangan induksi di sepanjang batang.
Tegangan ini besarnya positif pada ujung atas batang dan dinyatakan dengan persamaan
Rangkaian ekivalen untuk sistem ini ditunjukkan pada gambar dibawah ini.
Perlu diperhatikan bahwa tegangan induksi eA berlawanan arah dengan tegangan VT. Arus
yang dihasilkan akibat pengaruh tegangan induksi ini adalah
Dengan terbentuknya kecepatan pada batang, energi diserap melalui tegangan induksi eA,
dan energi ini ditunjukkan sebagai energi kinetik pada batang.

Pengoperasian sebagai Motor
Misalkan beban mekanik yang melawan gaya ke arah kiri dihubungkan dengan batang
tersebut. Batang ini akan melambat perlahan-lahan menghasilkan penurunan tegangan
induksi. Arus yang mengalir searah karum jam menghasilkan gaya induksi magnetik yang
mengarah ke kanan. Pada saat batang melambat sehingga gaya magnetik yang timbul
bernilai sama dengan gaya dari beban, sistem motor tersebut bekerja pada kecepatan yang
konstan. Pada keadaan ini, daya yang diberikan oleh tegangan VT sebagian dikonversi
menjadi panas pada resistansi RA dan sebagian lagi menjadi daya mekanik.

Pengoperasian sebagai Generator
Misalkan batang tersebut bergerak pada kecepatan konstan sehingga eA = VT dan arusnya
nol. Kemudian jika sebuah gaya diberikan pada batang agar bergerak semakin cepat, maka
kecepatannya akan bertambah dan tegangan induksi eA akan melebihi sumber VT dan arus
akan berbalik arah menjadi berlawanan dengan jarum jam. Keadaan ini ditunjukkan pada
gambar dibawah ini.

10. Karena arus berlawanan arah, maka gaya induksinya juga akan menjadi ikut melawan
arah semula yaitu mengarah ke kiri. Tegangan induksi ini akan memberikan daya sebesar ke
resistansi dan beterai. Dengan demikian, energi mekanik dikonversi menjadi energi listrik
yang menimbulkan rugi-rugi (panas) pada resistansi atau disimpan sebagai energi kimia pada
baterai. Pada umumnya rotor silinder yang mengandung banyak konduktor digunakan untuk
menghasilkan gaya yang lebih besar dengan desain yang minimal.
3. Jenis-Jenis Motor Listrik DC
A. Motor DC Shunt

11. Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel dengan
gulungan dinamo (A). Oleh karena itu total arus dalam jalur merupakan penjumlahan arus
medan dan arus dinamo. Karakter kecepatan motor DC tipe shunt adalah :

Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torque
tertentu setelah kecepatannya berkurang) dan oleh karena itu cocok untuk
penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah, seperti peralatan mesin.

Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seri
dengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus
medan (kecepatan bertambah).
B. Motor DC Seri
Motor DC Tipe Seri Dalam motor seri, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara
seri dengan gulungan dinamo (A). Oleh karena itu, arus medan sama dengan arus dinamo.
Karakter kecepatan dari motor DC tipe seri adalah :

Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM

Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akan
mempercepat tanpa terkendali.

12. C. Motor DC Gabungan/Kombinasi
Motor DC Tipe Kompon/Gabungan Motor Kompon DC merupakan gabungan motor
seri dan shunt. Pada motor kompon, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan
secara paralel dan seri dengan gulungan dinamo (A). Sehingga, motor kompon memiliki
torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil.
Karakter dari motor DC tipe kompon/gabungan ini adalah, makin tinggi persentase
penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri), makin
tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini.
D. Motor Servo
Motor servo adalah motor yang mampu bekerja dua arah (CW dan CCW) dimana
arah dan sudut pergerakan rotornya dapat dikendalikan hanya dengan memberikan
pengaturan duty cycle sinyal PWM pada bagian pin kontrolnya. Tipe dari Motor servo
menentukan kapasitas motor dalam menahan beban beban. Motor Servosecara garis
besar ada 2 jenis, yaitu Motor Servo Standar 180° danMotor Servo Continuous. Motor
Servo Standar 180° ini hanya mampu bergerak dua arah (CW dan CCW) dengan defleksi
masingmasing sudut mencapai 90° sehingga total defleksi sudut dari kanan – tengah –
kiri adalah 180°. Sedangkan Motor Servo Continuous ini mampu bergerak dua arah (CW
dan CCW) tanpa batasan defleksi sudut putar (dapat berputar secara kontinyu).
Pensinyalan Motor Servo
Motor Servo akan bekerja secara baik jika pada bagian pin kontrolnya
diberikan sinyal PWMdengan frekuensi 50Hz. Dimana pada saat sinyal dengan frekuensi
50Hz tersebut dicapai pada kondisi Ton duty cycle 1.5ms, maka rotor dari motor akan
berhenti tepat di tengah-tengah (sudut 0° / netral). Pada saat Ton duty cycle dari sinyal
yang diberikan kurang dari 1.5ms, maka rotor akan berputar ke arah kiri dengan
membentuk sudut yang besarnya linier terhadap besarnya Ton duty cycle, dan akan
bertahan diposisi tersebut. Dan sebaliknya, jika Ton duty cycle dari sinyal yang diberikan
lebih dari 1.5ms, maka rotor akan berputar ke arah kanan dengan membentuk sudut
yang linier pula terhadap besarnya Ton duty cycle, dan bertahan diposisi tersebut.